Si ir más rápido que la luz lo devolverá en el tiempo, ¿cómo es que la luz no retrocede en el tiempo y revierte la causa y el efecto?

Estoy escribiendo esta respuesta después de leer casi todas las respuestas publicadas, estoy de acuerdo con Akash Dhruv, Ayushi Tiwari y Shival Gupta sobre la ilustración.

Ahora, acerca de su pregunta, viajar más rápido que la luz lo enviará al pasado, no es más que una teoría. Sin embargo, hubo muchos experimentos con respecto a la velocidad de la luz y en todos los casos se mantuvo constante, por lo que podemos creer que la velocidad de la luz es constante y la luz no puede viajar más rápido que su propia velocidad (basada en muchos experimentos con respecto a la velocidad de la luz). Aunque no es verdad universal. Si puede creer que viajar más rápido que la luz lo llevará atrás en el tiempo, entonces esto significa que la velocidad especificada de la luz es el límite de esta fase de tiempo y cualquier otra fase de tiempo y, por lo tanto, como la luz no puede romper su velocidad, entonces puede ‘ No regrese en el pasado.

pero aquí hay algo que leí en reddit mientras buscaba algunas respuestas propias, espero que te ayude también …

Todo, por naturaleza de simplemente existente, se está “moviendo” a la velocidad de la luz (que realmente no tiene nada que ver con la luz: más sobre eso más adelante). Sí, eso te incluye a ti.

Nuestra comprensión del universo es que la forma en que percibimos el espacio y el tiempo como cosas separadas es, para ser sincero, incorrecto. No están separados: el universo está hecho de “espacio-tiempo”, todo en una palabra. Un año y un año luz describen diferentes cosas en nuestra vida cotidiana, pero desde el punto de vista de un físico, en realidad son exactamente lo mismo (dependiendo de qué tipo de física estés haciendo).

En nuestra vida cotidiana, definimos el movimiento como la distancia recorrida durante una cierta cantidad de tiempo. Sin embargo, si las distancias y los intervalos de tiempo son exactamente lo mismo , eso de repente se vuelve completamente sin sentido. “¡Viajé un pie por cada pie que viajé” es una declaración absolutamente absurda!
La forma en que funciona es que todo en el universo viaja a través del espacio-tiempo a una velocidad que llamaré “c” en aras de la brevedad.

Recuerde, el movimiento en el espacio-tiempo no tiene sentido, por lo que tiene sentido que nada pueda ser “más rápido” o “más lento” a través del espacio-tiempo que cualquier otra cosa. Todos y todo viaja a un pie por pie, así es … cómo funciona.

Obviamente, sin embargo, las cosas parecen tener velocidades diferentes. La razón que sucede es que el tiempo y el espacio son ortogonales , lo cual es una especie de término elegante para “en ángulo recto entre sí”. El norte y el este, por ejemplo, son ortogonales: puede viajar todo lo que quiera directamente al norte, pero no afectará en absoluto a dónde se encuentra en términos de este / oeste.

Al igual que puede viajar hacia el norte sin viajar hacia el este, puede viajar a través del tiempo sin que afecte dónde se encuentra en el espacio. Por el contrario, puede viajar a través del espacio sin que afecte dónde se encuentra en el tiempo.
Estás (presumiblemente) sentado en tu silla ahora mismo, lo que significa que no estás viajando por el espacio en absoluto. Sin embargo, dado que tiene que viajar a través del espacio-tiempo a c (velocidad de la luz), eso significa que todo su movimiento es a través del tiempo.

Por cierto, esta es la razón por la que ocurre la dilatación del tiempo: algo que se mueve muy rápido en relación con usted se mueve a través del espacio, pero dado que solo pueden viajar a través del espacio-tiempo en c, tienen que moverse más lentamente a través del tiempo para compensar (desde su punto de vista).

La luz, por otro lado, no viaja en el tiempo en absoluto. La razón por la que no es algo complicada, pero tiene que ver con el hecho de que no tiene masa.

Algo que no se mueve que tiene masa puede tener energía: eso es lo que significa E = mc2. La luz no tiene masa, pero tiene energía. Si conectamos la masa de luz a E = mc2, obtenemos 0, lo que no tiene sentido porque la luz tiene energía. Por lo tanto, la luz nunca puede ser estacionaria.

No solo eso, sino que la luz nunca puede ser estacionaria desde la perspectiva de nadie . Como, como todo lo demás, viaja en c a través del espacio-tiempo, eso significa que toda su “velocidad del espacio-tiempo” debe ser a través del espacio, y nada de eso es a través del tiempo.

Entonces, la luz viaja en c. No por casualidad, a menudo escuchará c referida como la “velocidad de la luz en el vacío”. Realmente, sin embargo, es la velocidad a la que todo viaja, y resulta ser la velocidad a la que viaja la luz a través del espacio porque no tiene masa.

Por cierto, esto también cubre la pregunta común de ELI5 de por qué nada puede viajar más rápido que la luz y por qué las cosas con masa no pueden viajar a la velocidad de la luz. Como todo se mueve a través del espacio-tiempo en c, nada puede excederlo (y no, viajar hacia atrás en el tiempo no solucionaría eso). Además, las cosas con masa siempre pueden ser “estacionarias” desde la perspectiva de alguien (como la suya), por lo que siempre tienen que moverse a través del tiempo al menos un poco , lo que significa que nunca pueden viajar por el espacio tan rápido como lo hace la luz. Tendrían que viajar a través del espacio-tiempo más rápido que c para hacer eso, lo cual, nuevamente, no es posible.

Supongamos que tienes un fotón y un par de zapatos mágicos. Magic Shoes te permite correr a la velocidad de la luz. Digamos que usted y el fotón van a tener una carrera. ¡En sus marcas, listos, fuera!

Ahora, ¿qué asumirías? Dado que tanto usted como el fotón viajan a la velocidad de la luz, la velocidad del fotón en relación con usted debe ser cero, ¿verdad? Eso significa que en su marco de referencia, el fotón estará en reposo. Pero los fotones nunca están en reposo.

Un fotón no tiene masa en reposo, pero tú sí. A medida que tiende a la velocidad de la luz, su masa aumentará según lo predicho por la relatividad. A la velocidad de la luz, necesitarías una masa infinita. No solo eso, tus dimensiones físicas, como la altura y el ancho, se reducirían a la nada y cualquier reloj en ti se detendría. Para una masa infinita, necesitarías energía infinita. Y eso es más energía que la que existe en el universo. Por lo tanto, nuestra suposición es errónea de que tal par de zapatos mágicos puede existir. No puedes viajar a la velocidad de la luz, y mucho menos más rápido que ella.

A pesar de tanta discusión sobre la velocidad de la luz, la razón no es la velocidad de la luz o si la atracción de un agujero negro es mayor. Estas no son cantidades comparables y es una mala ciencia hacerlo.

La respuesta correcta es, como lo ha indicado Quora User, el agujero negro deforma la tela del espacio-tiempo muy severamente. Con cuerpos normales con masa gigante, simplemente doblan el espacio-tiempo para que la luz que pasa se desvía. Esta es la razón por la cual los iniciadores en Relatividad general a menudo muestran experimentos que involucran un eclipse. Esto para medir las diferencias en el camino tomado por la luz cuando pasa cerca del sol. La posición observada del objeto es diferente de la posición real. Esto nos da una indicación de su masa y cuánto dobla el espacio-tiempo.

Del mismo modo, pero en una escala muy diferente, los agujeros negros tienen masas que pueden llegar hasta un millón de veces o más que la masa del sol. Esto produce una deformación severa en el espacio-tiempo alrededor del agujero negro. Aquí el espacio-tiempo es tan curvo que comienza a girar sobre sí mismo. Más allá de este punto, no importa cuánta luz intente salir, los únicos caminos disponibles son hacia adentro, lo que significa que no hay un camino válido que pueda conducir al universo normal donde el espacio-tiempo está menos deformado.

Si usted (observador) me ve (objeto) acercarse a un agujero negro, notará que la tasa de información que puede recibir se ralentiza. Si tuviéramos un pacto para encender nuestras antorchas exactamente una vez cada 1 segundo, entonces, al acercarme al agujero negro, comenzarías a observar que señalo mi antorcha cada 1 segundo, luego 1.25s, 1.5s, 2s, etc. vaya cuanto más demore mi señal desde su punto de vista. Todo esto sucede mientras yo, según mi reloj, señalo exactamente 1 flash por segundo. No cambia nada conmigo, no observo nada malo en mi reloj, pero sus señales también se ralentizan, aunque su reloj funciona perfectamente. Es la naturaleza del espacio-tiempo. Eventualmente cruzo un borde invisible llamado Event Horizon, el último punto que puede enviarle una señal, porque ahora el espacio-tiempo está tan deformado, solo verá mi destello final para siempre … nunca cambiará.

Hasta este punto, estaba en lo que se llama la Ergosfera, donde el espacio-tiempo se deforma cada vez más a medida que avanzo hacia el agujero negro, pero cualquier señal que envíe normalmente puede regresar a usted. Si bien la luz aún puede salir de aquí, puede causar lo que se llama lente gravitacional (la luz de los objetos detrás del agujero negro se puede observar a distancias lejanas debido a que esta luz está doblada.

El borde interior de la ergosfera es el horizonte de eventos. A partir de este punto, nada retrocede porque todas las trayectorias posibles (incluso con energía infinita) necesariamente deben pasar hacia el agujero. La siguiente imagen es solo para dar una analogía. En realidad, ninguna cantidad de energía puede traer ese bote del vórtice. Debe necesariamente fracasar.

Por lo tanto, no es la velocidad de la luz sino el comportamiento del espacio-tiempo alrededor del agujero negro lo que garantiza que la luz entrante nunca se escape. Lo que sucede después de caer, o lo que podré ver o cuál será mi destino final es pura especulación. Nadie ha estado allí y nadie ha visto ni detectado nada. En este momento tampoco hay una buena explicación de lo que sucede en la singularidad.

NOTA: Ninguna de estas imágenes son mías. Todos ellos son sacados de internet. Crédito completo a sus creadores originales.

¿Quién dijo que los agujeros negros atraen la luz más rápido que la velocidad de la luz? ¿No es la declaración misma una paradoja en sí misma?

Creo que la ambigüedad aquí es que la velocidad de escape en el horizonte de eventos de un agujero negro es la velocidad de la luz, y desde cualquier lugar dentro, USTED tendría que viajar más rápido que la velocidad de la luz para escapar. ¡De ninguna manera se implica que la luz misma viaja a una velocidad más rápida que la suya mientras es absorbida!

Has estado leyendo demasiada ciencia ficción. No hay forma de que sepamos que algo va más rápido que la velocidad de la luz. Ese es un límite no negociable y es una ley fundamental de la física.
Entonces, la segunda parte de su pregunta también es no negociable. No sucede. Nunca.

Ir más rápido que la luz no significa necesariamente retroceder en el tiempo. Esa es una teoría postulada, pero por lo que podemos decir, no se puede viajar más rápido que la luz.

Sin embargo, la luz viaja siempre a la velocidad de la luz. En cada marco de referencia.

Los agujeros negros no tiran de nada; La masa extrema de un agujero negro deforma el espacio-tiempo a su alrededor tan radicalmente que literalmente curva el espacio-tiempo sobre sí mismo. La luz simplemente sigue la curvatura del espacio, incapaz de escapar del horizonte de eventos.

La deformación (o curvatura) del espacio-tiempo por una masa recibe el nombre de “Gravedad”; según lo definido por la relatividad de Einstein.

Algunas ideas falsas deben aclararse aquí.
-> Ir más rápido que la velocidad de la luz es imposible según la Relatividad de Einstein.
-> Alcanzar el 99.9% de la velocidad de la luz es teóricamente posible, incluso cuando no está retrocediendo en el tiempo. Es tiempo se ralentiza.
-> Los agujeros negros nunca atraerían la luz más rápido que la velocidad de la luz.
-> Una vez que la luz entra en un agujero negro, baja a la singularidad de donde nada saldrá. Por lo tanto, no hay espacio para revertir la causa.

Porque los agujeros negros no atraen la luz más rápido que la velocidad de la luz.